#ResearchHighlight
🛎 Morphological Evolution of Disk Galaxies and Their Concentration, Asymmetry, and Clumpiness (CAS) Properties in Simulations across Toomre’s Q Parameter
📌 Authors: Teeraparb Chantavat* , Suraphong Yuma**, Punnapha Malelohit**, and Tirawut Worrakitpoonpon***
*The Institute for Fundamental Study (IF), Naresuan University, Phitsanulok, Thailand
**Department of Physics, Faculty of Science, Mahidol University, Bangkok, Thailand
***Institute of Science, Suranaree University of Technology, Nakhon Ratchasima, Thailand
📌 ความสำคัญและที่มา
กาแล็กซีแบบจาน (disk galaxy) ถือเป็นส่วนสำคัญในลำดับฮับเบิล และสัณฐานวิทยาของกาแล็กซีเนื่องจากประกอบไปด้วยประเภทกาแล็กซีย่อย หลากหลายแบบได้แก่ กาแล็กซีแบบก้นหอย (spiral galaxy) กาแล็กซีแบบก้นหอยมีคาน (barred-spiral galaxy) หรือ กาแล็กซีชนิดลูกสะบ้า (lenticular galaxy) แต่อย่างไรก็ตามต้นกำเนิดกาแล็กซีแบบจานยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด การสร้างแบบจำลองกาแล็กซีโดยใช้คอมพิวเตอร์ได้เผยให้เห็นความซับซ้อนอย่างมากเมื่อพบว่าสัณฐานวิทยาของกาแล็กซีแบบจานขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของมวลที่อยู่ระนาบกาแล็กซี่ แบบจำลองบางส่วนได้แสดงให้เห็นว่า Toomre พารามิเตอร์ Q สามารถทำนายได้ว่ากาแล็กซีแบบจานกลมมีการพัฒนาทางสัณฐานวิทยาอย่างไร อีกวิธีหนึ่งที่นิยมใช้ในการจำแนกประเภทของกาแล็กซี่ คือการใช้ด้ชนีความเข้มข้น (C) ความไม่สมมาตร (A) และความเป็นก้อน (S) หรือที่เราเรียกว่าระบบ CAS ซึ่งเป็นวิธีการแบบไม่อิงพารามิเตอร์ที่ใช้กันทั่วไปในการศึกษาโครงสร้างของกาแล็กซี ในงานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาในงานวิจัยชิ้นนี้ เราดำเนินการตรวจสอบวิวัฒนาการเชิงสัณฐานวิทยาของจานกาแล็กซีโดยเริ่มต้นจากค่า Toomre พารามิเตอร์ Q ต่างๆ นอกเหนือนี้เรายังระบบ CAS และกำหนดว่าพารามิเตอร์เหล่านี้มีความเกี่ยวข้องกันอย่างไร
📌 ผลสัมฤทธิ์สำคัญ
เราตรวจสอบวิวัฒนาการของกาแล็กซีแบบจานสำหรับค่า Q ต่าง ๆ ที่ครอบคลุมค่าที่ต่ำกว่าเกณฑ์ความเสถียรของ Toomre และค่าที่อยู่เหนือค่านั้น และเรายังตรวจสอบคุณสมบัติความเข้มข้น ความไม่สมมาตร และความเป็นกลุ่มก้อน (CAS) ในช่วงของ Q นี้ พารามิเตอร์ CAS ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อแยกแยะกาแล็กซีในการสังเกตการณ์ เราพบว่าดัชนี CAS สามารถนำมาใช้เมื่อพิจารณาร่วมกับกราฟทั่วไปอื่นๆ เช่น กราฟแสดงความหนาแน่น เนื่องจากสามารถระบุสภาพจลนศาสตร์ของดิสก์เริ่มต้นและประวัติการวิวัฒนาการได้
📌 Motivation and background
Disk galaxies constitute an important fraction in the Hubble sequence, and their morphologies manifest great diversities, such as spiral, barred-spiral, and lenticular shapes. However, their origins are not fully understood so far. Numerical simulations unveiled much intricacy when it was found that the final morphologies depended strongly on the intrinsic properties of the disk. A number of simulations demonstrated that the Toomre Q parameter could determine how a circular disk evolved morphologically. The concentration (C), asymmetry (A), and clumpiness (S) indices, or the so-called CAS system, are among the most common nonparametric methods used to study the galaxy structure. In this work, we proceed to investigate the morphological disk evolution starting from various Toomre Q parameters. We also investigate the CAS properties and determine how they can be relevant to observations.
📌 Key results
We examine the evolution of disk galaxies in simulations for various initial Q values covering those that are below the Toomre stability threshold and those above it. We also investigate the development of the concentration, asymmetry, and clumpiness (CAS) properties in this range of Q. The CAS parameters are widely adopted to distinguish galaxies in observations. We find that CAS indices can be used when they are considered along with other conventional plots, such as the density map, as they are able to identify the kinematical condition of the initial disk and the evolution history.
📌 Journal : https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ad3218
#CACR #CGL #IFNU #PhysicsNaresuan
